سرامیک های پیشرفته : از مافوق صوت تا هایپرسونیک | نیترید سیلیکون در حال حل سخت ترین چالش های مهندسی هوا و فضا و صنایع دفاعی است.
وقتی ما در مورد برنامه های هوافضا نظامی صحبت می کنیم سرعت هایپرسونریک را تجربه می کنیم. در طیف وسیعی از هواپیماهای جنگنده پیشرفته (در حد سه ماخ*) تا موشک های فوق پیشرفته (۵ ماخ)، دیگر مواد اولیه سنتی گزینه قابل قبولی برای حرکت بسیار سریع این وسایل نقلیه نیستند.
مواد اولیه سنتی در درجه حرارت های بالا و بارهای آیرودینامیکی فوق العاده زیاد، به سرعت تخریب شده و از بین می روند. در سیستم های پیشرانش مختلف ، موتورهای توربین های گازی برای کارایی و دوام بیشتر به یاتاقان های توپی با عملکرد بالاتری نیازمند هستند. بنابراین مواد سازنده با عملکرد بالاتر نه تنها به دوام و کارآیی و همچنین ماندگاری سیستم های هوافضا کمک خواهند کرد، بلکه از پرسنل ارتش نیز محافظت می کنند. هنگام استفاده از برنامه های هوافضا، قابلیت اطمینان و ایمنی مهمترین عوامل موجود هستند.
در عصر حمل و نقل های پر سرعت، استفاده از نیترید سیلیکون در اجزای موجود در هواپیما، شرایط مقرون به صرفه ای را برای حمل و نقل های پر سرعت فراهم می کند. اهمیت کاربرد نیترید سیلیکون وقتی حیاتی می شود که این کار را در شرایط ایمن و با درصد اطمینان بالا انجام خواهد داد. به خاطر دلایل گفته شده در بالا، نیترید سیلیکون به سرعت در حال تبدیل شدن به یکی از مواد اولیه سازنده برای بسیاری از اجزای ماشین های هوافضا می باشد.
بررسی اجمالی ماده نیترید سیلیکون
برای کاربردهای سنتی هوافضا، فلزات و کامپوزیت ها مواد اصلی مورد استفاده در صنعت هوافضا هستند. با این حال، با ظهور مسافرت های هایپرسونیک، این مواد دیگر نمی توانند خواسته های گسترده شرایط شدید را که مسافرت های هایپرسونیک ایجاد می کنند، برآورده سازند. مواد جدید برای کاربردهای هایپرسونریک به خصوصیات حرارتی استثنایی تری نیاز دارند.
از اواسط دهه ۱۹۷۰ میلادی ، نیترید سیلیکون (Si۳N۴) در نتیجه تلاشی برای یافتن ماده ای با چگالی کم با خواص بسیار مطلوب مانند سختی و چقرمگی بالا، خصوصیات الکتریکی متناسب و مقاومت در برابر خوردگی و سایش اختراع شد. ساختار یکنواخت و منسجم و مستحکم مکانیکی آن، همراه با توانایی مقاومت در دماهای افزایش یافته با سرعت زیاد، باعث جذابیت آن در صنایع مختلف شده است.
نیترید سیلیکون می تواند جایگزین مواد سنتی بکار رفته در یاتاقان های توپی، رادیوم و ویندوز RF برای شرایط سخت باشد. مقاومت در برابر ساییدگی و پارگی های نرمال مکانیکی، اکسیداسیون و شوک حرارتی ، نیترید سیلیکون را به یک ماده منحصر به فرد و مفید در صنایع تبدیل کرده است. کاربرد های نیترید سیلیکون چندین صنعت مختلف را در بر می گیرد.
امروزه ، نیترید سیلیکون در طیف گسترده ای از کاربردهای متنوع مورد استفاده قرار می گیرد که مهمترین آنها در صنایع انرژی باد، خودروسازی، نیمه هادی ها و هوافضا می باشد. پس از سالها تحقیق و توسعه، نیترید سیلیکون ثابت کرده است که یک ماده بسیار مطلوب برای تحمل و مقاومت در شرایط سخت و شدید است. از حمل و نقل هوایی تجاری گرفته تا برنامه های دفاعی، این سرامیک پیشرفته به سرعت تبدیل به ماده ای برای سیستم های دفاع هوایی می شود که جای خالی تولید آن در صنایع دفاعی ما به طور محسوسی حس می شود.
حرکت در Mach 5
نیترید سیلیکون از معدود موادی است که می تواند در شرایط حرارتی و مکانیکی که هنگام حرکت با سرعت تا ماخ ۵ ایجاد می شود، بدون تخریب باقی بماند. دمای بیش از حدی که یک وسیله نقلیه هنگام مسافرت با این سرعت ها تحمل می کند می تواند عملکرد الکتریکی ماشین را تا حد چشم گیری کاهش دهد در حالی که لرزش و استرس ناشی از چرخش زیاد نوک موشک می تواند یک گنبد موشکی را از بین ببرد.
نیترید سیلیکون قادر به برطرف کردن تمام این نیاز هاست. لازم به ذکر است که مواد دیگری نیز به عنوان جایگزین پیشنهاد شدند، با این وجود نیترید سیلیکون به دلیل وزن کم و استحکام و خواص استثنایی فوق العاده، مزایای بیشماری را ارائه می دهد.
امروزه ما شاهد رشد روزافزون مواد سرامیکی در کاربردهای هوافضا – نه فقط برای ارتش و دفاع بلکه در حمل و نقل هوایی تجاری هستیم. اگر سرامیک های پیشرفته می تواند در برخی از سخت ترین شرایط موجود از مواد سنتی فراتر روند، می تواند در محیط هایی با فشار کمتری استفاده شود که به افزایش عمر و کارایی هواپیماهای تجاری نیز کمک می کند.
با این حال، مواد سرامیکی پیشرفته همیشه اولین انتخاب برای مهندسین طراحی این برنامه های سطح بالا نیست. این چالش کمک به طراحان و مهندسان طراحی فرآیند است تا ارزش استفاده از سرامیک های فنی را درک کنند. مسافرت های مافوق صوت با شرایط دشواری که ایجاد می کنند باعث تخریب بسیاری از مواد می شوند. تعداد اندکی از مواد وجود دارد که می توانند در چنین شرایط سختی بدون تغییر باقی بمانند. سرامیک های جدید پیشرفته همچنان مطابق با الزامات مورد بررسی قرار گرفته و در هنگام استفاده نیز ارزیابی خواهند شد.
عدد ماخ: طبق تعریف، نسبت سرعت شیئی در یک سیال به سرعت صوت در همان سیال است. عدد ماخ یک پارامتر بی‌بعد و بدون یکا است که در آیرودینامیک جریان‌های تراکم‌پذیر دارای اهمیت زیادی است.
#کاشی # سرامیک #سرام پخش
منبع: سنگ یاب
[flm_button link_address=”http://cerampakhsh.com/mag” link_target=”_blank” icon_placement=”Left” button_text=”گردآوری شده توسط: پایگاه اطلاع رسانی کاشی و سرامیک سرام پخش” font_family=”Shabnam” button_size=”XS” button_color=”Light” button_style=”Border” button_hover=”HoverB-Dark” rounded_corners=”3″]
[flm_button link_address=”https://instagram.com/cerampakhsh” link_target=”_blank” icon_placement=”Left” button_text=”اینستاگرام ما را دنبال کنید” font_family=”Shabnam” font_size=”15px” button_size=”XS” button_color=”White” text_color=”Purple” button_hover=”HoverF-Purple” rounded_corners=”3″ custom_border_color=”9f5de2″ animate_icon=”Grow” icon=”fa-instagram”]
نظرات ۰